بررسي عددي و تجربي اثر مخزن بر سرعت فلاتر براي مدل بال ذوزنقه‌اي در رژيم مادون‌صوت تراكم ناپذير

An Analytical & Experimental Investigation of Effects of Store on Flutter Speed for Cropped Delta Wing/Store Model in Low subsonic Regime

در اين مقاله پديده فلاتر براي يك بال ذوزنقه اي بهمراه مخزن متصل به آن به روش هاي عددي و تجربي در جريان مادون صوت تراكم ناپذير مورد مطالعه قرار گرفته است. سازه بال براساس تيوري ورق فون كارمن مدل‌سازي شده است. سپس از روش گردابه هاي سه بعدي براي مدل‌سازي آيروديناميك بال و تيوري آيروديناميك اجسام باريك براي مدل‌سازي اثر آيروديناميك مخزن استفاده شده است. در نهايت معادلات آيروالاستيك حاكم بر مساله با در نظر گرفتن حركت نوساني بال حل شده است. براي انجام آزمايش‌هاي تجربي از تونل باد مادون صوت تراكم ناپذير استفاده شده است. مقايسه نتايج آزمايش تجربي با تحليل تيوري تطابق مناسبي بخصوص در محاسبه رفتار آيروالاستيك بال نشان مي دهد. در ادامه اثر تغيير پارامتر هايي از قبيل ضخامت ورق، ضريب منظري بال، محل قرارگيري مخزن، وزن مخزن، آيروديناميك مخزن، فاصله عمودي مخزن از بال و مركز جرم مخزن بر روي سرعت فلاتر و مرز ناپايداري بال بصورت تجربي و تحليلي بررسي شده است. نتايج نشان مي دهدكه افزايش ضريب منظري و كاهش ضخامت بال باعث كاهش سرعت فلاتر مي شود. همچنين تغيير محل قرار گيري مخزن بر روي سرعت فلاتربال/مخزن تاثير مي گذارد. آيروديناميك مخزن اثر چنداني بر روي اندازه سرعت فلاتربال/مخزن ندارد و افزايش جرم مخزن باعث افزايش مقدار سرعت بي بعد فلاتر مي شود. تغيير محل مركز جرم مخزن بر روي سرعت فلاتر تاثير گذار است.

In this paper flutter phenomena for a cropped wing with an external store using numerical and experimental methods in a subsonic and incompressible flight regime has been studied. Wing structure was modeled based on von Karman plate theory. A 3-D Time domain unsteady vortex lattice method was used for wing aerodynamic model and slender body aerodynamic theory was used for store aerodynamic model. Finally, the aeroelastic governing equations by considering vibratory wing motion has been solved. The experimental tests were performed in an incompressible subsonic wind tunnel. Comparison of experimental results with theoretical analysis shows good agreement, especially in calculation of aeroelastic behavior of the wing. To continue, the effects of some parameters such as wing thickness, wing aspect ratio, store position, weight of the store, aerodynamic of the store, store vertical distance from under wing, and center of mass of the store on both flutter speed and instability boundary of the wing have been studied analytically and experimentally. The results show with both increasing aspect ratio and decreasing wing thickness, flutter speed will be decreased. Moreover, change in store position effects on flutter speed of the wing/store configuration. Aerodynamic of the store has no significant effect on flutter speed of the wing/store configuration and increasing store weight leads to increasing flutter speed. Change in center of mass of the store influences flutter speed.